Что такое развертывание в механической обработке и типы инструментов для разверток

Развертывание — это один из методов прецизионной обработки отверстий с использованием вращающегося режущего инструмента. Он позволяет точно прорезать отверстия в заготовках, обеспечивая ровные и точные внутренние размеры. Например, в пластиковых изделиях, таких как пластиковые трубы и соединители, развертывание повышает точность и возможность соединения отверстий. В металлических изделиях, таких как блоки двигателей, подшипники и турбины, развертывание используется для тщательной обработки для достижения необходимой точности размеров и шероховатости поверхности.

При обработке компонентов автомобильной и аэрокосмической промышленности имеется множество прецизионных монтажных отверстий. Они требуют строгих позиционных допусков и высоких требований к шероховатости поверхности. Если вы ищете профессионального поставщика услуг по расширению, БоЙи будет вашим лучшим выбором. Мы располагаем современным оборудованием для развертывания и опытной технической командой, которая гарантирует, что каждая заготовка проходит тщательное развертывание, отвечая вашим ожиданиям в отношении точности размеров и качества поверхности.

В этом руководстве BoYi углубится в определение развертывания, принципы его работы, применение, различные типы разверток и способы их использования для достижения беспрецедентной точности.

Что такое реаминг?

Развертывание — это процесс, направленный на доработку существующих отверстий (обычно выполняемый после сверления или растачивания) для точной обработки внутренней поверхности отверстия. Он включает в себя использование режущего инструмента, называемого «расширителем», для легкого сбривания внутренних стенок отверстия, точного увеличения существующего отверстия и повышения гладкости поверхности стенок отверстия. Этот инструмент специально разработан для прецизионной обработки с низкой скоростью съема материала, что дополнительно улучшает качество внутренней поверхности отверстия, отвечая высоким требованиям точности деталей.

Однако на начальных этапах сверления деталей большинство производителей склонны использовать сверла для быстрой резки. Сверла, благодаря своей способности эффективно удалять материал, могут быстро создавать начальные отверстия в деталях. Однако стоит отметить, что сверла в первую очередь предназначены для быстрого удаления большого количества материала, а не для достижения высокой точности диаметра отверстия. Поэтому для деталей, требующих высокоточной обработки, выбор процесса развертывания является правильным выбором. Кроме того, если вы хотите глубже понять различия между сверлением, растачиванием и развертыванием, рекомендуется подробно прочитать следующие статьи, чтобы получить более полное представление о характеристиках и преимуществах этих процессов обработки, поэтому что вы можете выбрать наиболее подходящий процесс для удовлетворения ваших потребностей в производстве деталей.

Сверление, растачивание и развертывание: процесс и разница в применении

Как рассверлить отверстие: принципы процесса

Развертывание — это критически важный метод прецизионной обработки, который требует точных рабочих шагов и соображений для обеспечения оптимальных результатов обработки. Ниже приведено подробное руководство по операциям развертывания:

Шаг 1: Выберите типичную заготовку в соответствии с требованиями обработки. Например, для операций развертывания подходит алюминиевый сплав средней твердости. Выберите развертку диаметром 8 мм.

Шаг 2: Для предварительного сверления используйте точечное сверло диаметром 7.8 мм. Коническая конструкция направляющего сверла помогает обеспечить стабильность во время развертывания. Глубина предварительно просверленного отверстия составляет 20 мм, что обеспечивает хорошие начальные условия для последующих операций развертывания.

Шаг 3: Вставьте развертку в предварительно просверленное отверстие, сохраняя вертикальное и горизонтальное положение инструмента. Аккуратно поверните ручку, чтобы медленно ввести развертку в заготовку. В процессе резки следите за эвакуацией стружки и при необходимости используйте пневматический пистолет, чтобы скопление стружки не мешало резке.

Шаг 4: Установите соответствующие параметры резки в зависимости от материала заготовки и характеристик развертки. Контролируйте скорость резания на уровне 150 об/мин и скорость подачи на уровне 0.1 мм/об. Как правило, для более твердых материалов уменьшайте скорость резания и подачу; для более мягких материалов соответственно увеличьте скорость резания и подачу.

Шаг 5: Как только режущая кромка полностью войдет в заготовку, продолжайте плавно вращать ручку, проводя инструмент через заготовку, пока режущая кромка развертки не коснется поверхности заготовки. Затем извлеките развертку, повернув ее против часовой стрелки.

Шаг 6: После развертывания проведите комплексный осмотр и замер обработанных отверстий. Используйте щетку, чтобы очистить дно и стенки отверстия, удаление заусенцев. Используйте высокоточные измерительные инструменты для измерения диаметра, глубины и чистота поверхности из отверстий. Погрешность диаметра отверстия должна быть в пределах ±0.01 мм, а качество поверхности должно соответствовать требованию Ra0.8.

В процессе рассверливания также важно учитывать следующие моменты:

1. В процессе рассверливания также важно учитывать следующее:
2. Разумно используйте смазочно-охлаждающую жидкость, выбирая подходящую смазочно-охлаждающую жидкость в зависимости от материала заготовки и состояния развертки.
3. Отрегулируйте соосность шпинделя и втулки задней бабки с точностью до 0.02, чтобы обеспечить стабильность резки.
4. Обратите внимание на то, чтобы каждый раз менять положение, в котором развертка останавливается, чтобы устранить следы, вызванные неоднократной остановкой развертки в одном и том же месте.
5. Во время развертывания развертку нельзя переворачивать, чтобы она не застряла между стенкой отверстия и режущей кромкой, что может привести к появлению царапин на стенке отверстия или поломке режущей кромки.

Различные типы инструментов-разверток

Существует множество типов разверток, каждый из которых создан для определенных целей. При механической обработке обычно используются различные типы разверток, каждый из которых имеет уникальные характеристики и области применения. Ниже я подробно опишу несколько распространенных типов инструментов-расширителей, а также их конкретные цели и методы использования.

1. Ручные развертки

Ручная развертка — это режущий инструмент с прецизионной заточкой, предназначенный для ручной работы и используемый для ручного увеличения предварительно просверленных отверстий до точных диаметров. Эти типы разверток обычно имеют прямую или слегка закрученную конструкцию канавок с небольшим углом на конце и коническим входом. Такая конструкция позволяет легко вводить развертку под точными углами при ручной работе, особенно в ситуациях, когда нет блокировки или фиксации станка, хотя она не подходит для станков с ЧПУ.

Ручные развертки изготовлены из закаленных, хрупких материалов, поэтому во время использования требуется особая осторожность, чтобы обеспечить строгое выравнивание развертки и оси отверстия во избежание поломки. При ручном развертывании Операторы ЧПУ должен гарантировать, что каждый раз удаляется только небольшое количество материала, сохраняя точное выравнивание между разверткой и осью отверстия, чтобы избежать повреждения инструмента или снижения точности обработки из-за неправильной эксплуатации.

Хотя ручные развертки хорошо справляются с легкими операциями резки, их точность может быть не сравнима с машинными развертками из-за влияния факторов ручного управления. Поэтому в тех случаях, когда требуется строгий контроль допусков, ручные развертки могут оказаться не лучшим выбором.

2. Развертки ракушек

Развертки Shell — это режущие инструменты, которые увеличивают свой диаметр за счет вращения винта, в результате чего режущие кромки перемещаются радиально наружу. Такая конструкция не только позволяет инструменту самокомпенсировать износ, но также позволяет точно контролировать отверстия разного диаметра. Расширители Shell могут удалять лишь относительно небольшое количество материала в процессе резки и могут быть не такими долговечными, как некоторые другие более надежные инструменты.

Развертки Shell в основном используются для обработки отверстий большего размера, обычно диаметром 19 мм и выше. Они могут иметь любой стандартный тип канавок, включая прямые, витые и спиральные канавки. Различные типы канавок подходят для различных задач обработки. При использовании разверток важно поддерживать стабильность и точность инструмента, чтобы избежать чрезмерного износа или повреждения.

3. Плавающие развертки

Плавающая развертка — это особый тип режущего инструмента, обычно устанавливаемый на плавающий держатель развертки, который несет цангу или патрон через независимую систему подшипников. Такая конструкция позволяет корректировать несоосность просверленной и развёрнутой осей инструмента, обеспечивая точность обработки. Он оснащен двумя сменными и регулируемыми режущими кромками, закрепленными в канавке развертки, что позволяет радиальному смещению адаптироваться к различным требованиям обработки.

Преимущества плавающей развертки заключаются в простой конструкции приспособления, простоте изготовления и низкой стоимости. Он обеспечивает высококачественную обработку: точность рассверливания отверстий достигает IT6–IT8, а шероховатость поверхности обычно находится в диапазоне Ra0.8–Ra1.6 или даже меньше, что соответствует требованиям высокоточной обработки. Он особенно подходит для использования на расточных станках, Обработка с ЧПУ, или токарно-фрезерные обрабатывающие центры для применений, требующих высокоточного развертывания.

4. Твердосплавные развертки

Твердосплавные развертки — это режущие инструменты, изготовленные из твердосплавного материала, известного своей высокой твердостью и износостойкостью, что делает их пригодными для обработки высокотвердых и высокопрочных материалов, таких как нержавеющая сталь, титановые сплавы и т. д. Твердосплавные развертки в основном делятся на прямозубые. развертки и развертки со спиральной канавкой, используемые для развертывания отверстий, просверленных (или расширенных) в заготовках, для повышения точности обработки и уменьшения шероховатости поверхности.

Преимущества твердосплавных разверток заключаются в их острых и гладких режущих кромках, что позволяет получать гладкие стенки отверстий с чистотой поверхности до Ra0.25. Они обеспечивают быструю и плавную резку, отличную эвакуацию стружки, хорошую ударопрочность станка и поддерживают точность отверстий до 1 мкм. При серийном производстве их можно использовать на станках для рассверливания отверстий как в обычных, так и в труднообрабатываемых материалах. Они также подходят для развертывания на станках с ЧПУ для удаления заусенцев и контроля допусков отверстий.

Однако твердосплавные развертки чрезвычайно хрупкие, поэтому с ними следует обращаться и использовать с особой осторожностью, чтобы избежать трещин и поломок. Кроме того, выбор и использование смазочно-охлаждающей жидкости имеет решающее значение для достижения наилучших результатов обработки. Например, при обработке стальных деталей в качестве смазочно-охлаждающей жидкости обычно используется эмульсия или сернистое масло с концентрацией от 10% до 15%, тогда как обработка отливок требует использования нефти с хорошими смачивающими свойствами и низкой вязкостью. Более того, смазочно-охлаждающая жидкость должна поступать непрерывно и в достаточном количестве, чтобы предотвратить разрушение режущих кромок твердосплавной развертки.

Преимущества и недостатки развертывания

Преимущества развертывания в основном отражаются в следующих аспектах:

1. Высокая эффективность обработки: Рассверливание обычно обеспечивает более высокую эффективность по сравнению с растачиванием. Инструменты для развертывания могут одновременно резать две или более поверхности, что значительно сокращает время обработки и повышает эффективность производства.
2. Высокая точность обработки: Во время развертывания инструмент входит в отверстие под определенным углом к ​​стенке отверстия, что позволяет выполнять высокоточную обработку и получать высококачественную отделку отверстия.
3. Широкое применение: Развертывание подходит для различных случаев соединения, например, в автомобилях, мостах и ​​механическом оборудовании, удовлетворяя различные потребности в механической обработке.
4. Экономия материала: Рассверливание отверстий под болтовые соединения не требует специальных материалов. Для соединений можно использовать обычные болты и гайки, что позволяет сэкономить материальные затраты.

Однако рассверливание имеет и некоторые недостатки:

1. Износ при обработке мелких отверстий: Развертки склонны к износу при обработке небольших отверстий, требуют частой замены или ремонта, что увеличивает производственные затраты и сложность обслуживания.
2. Срок службы инструмента: На срок службы разверток могут влиять различные факторы, такие как материал, выбор смазочно-охлаждающей жидкости и использование резки. Неправильное использование и обслуживание могут привести к преждевременному повреждению инструмента.

Применение и соображения по поводу развертывания

Чтобы обеспечить качество и эффективность операций по расширению, важно иметь глубокое понимание его применения и особенностей.

Величина припуска при развертывании влияет на режущую нагрузку развертки, качество поверхности и допуск на размер. Поэтому при черновом и чистовом развертывании припуск на черновое развертывание следует контролировать в пределах от 0.35 до 0.15 мм, а припуск на чистовое развертывание — в пределах от 0.15 до 0.05 мм. Это обеспечивает удаление следов инструмента от предыдущих процессов, сохраняя при этом производительность резания развертки и качество обработанной поверхности.

Кроме того, чтобы избежать скопления стружки во время развертывания, обычно используются более низкие скорости резания. Например, когда для обработки используются развертки из быстрорежущей стали. стали и чугуна, скорость резания должна быть ниже 8 м/мин, а скорость подачи обычно находится в диапазоне от 0.3 мм/об до 1 мм/об. По мере увеличения диаметра отверстия значение скорости подачи также увеличивается.

С точки зрения требований к точности, операции развертывания обычно позволяют достичь высокой точности размеров и требований к шероховатости поверхности. Благодаря правильному планированию процесса и оперативному контролю можно достичь точности размеров от IT9 до IT7 и шероховатости поверхности от Ra3.2 до 0.8.

В процессе обработки следует уделять внимание выбору припусков, контролю скорости резания и подачи, использованию смазочно-охлаждающей жидкости и обеспечению точности обработки. Благодаря правильной эксплуатации и контролю можно добиться эффективной и высококачественной обработки отверстий.

Неблагоприятные явления, возникающие в процессе рассверливания

В процессе рассверливания часто возникают различные проблемы. Ниже мы расскажем, как решить эти проблемы.

1. Диаметр отверстия увеличивается.

Причины:

1. Расчетный размер внешнего диаметра развертки слишком велик или на ее кромке имеются заусенцы.
2. Главный передний угол развертки слишком велик или развертка погнута.
3. Наросты стружки прилипают к кромке развертки.
4. Отклонение кромки развертки при шлифовании превышает допуск.
5. Остатки масла на поверхности или повреждение конического хвостовика во время установки развертки.
6. Плоское отклонение хвостовика конического хвостовика мешает после вставки в коническое отверстие шпинделя.
7. Шпиндель изогнут или ослаблены/повреждены подшипники шпинделя.
8. Неравномерное усилие, приложенное обеими руками во время ручного развертывания, приводит к раскачиванию развертки.

Решения:

1. Соответствующим образом уменьшите внешний диаметр развертки, уменьшите скорость резания, отрегулируйте скорость подачи или уменьшите припуск на обработку в соответствии с конкретной ситуацией. Соответствующим образом уменьшите главный передний угол, выпрямите или выбросьте погнутые развертки, которые непригодны для использования.
2. Край развертки тщательно отшлифовать камнем до квалифицированного состояния и контролировать отклонение при шлифовке в пределах допустимого диапазона.
3. Перед установкой развертки убедитесь, что конический хвостовик развертки и коническое отверстие шпинделя очищены от остатков масла, и отполируйте все поврежденные участки на конической поверхности.
4. Отшлифуйте плоский конец развертки, отрегулируйте или замените подшипники шпинделя, чтобы обеспечить точность шпинделя станка.
5. Отрегулируйте плавающий держатель метчика и отрегулируйте концентричность, чтобы обеспечить стабильность во время процесса развертывания.

2. Диаметр отверстия уменьшается.

Причины:

1. Расчетный размер внешнего диаметра развертки слишком мал, скорость резания слишком низкая, скорость подачи слишком высокая, главный передний угол развертки слишком мал, неправильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости, частичный износ развертки во время шлифования, вызывающий упругость. восстановление и, как следствие, уменьшение диаметра скважины.
2. При развертывании стальных деталей чрезмерный припуск или затупление развертки могут привести к упругому восстановлению, вызывающему усадку диаметра отверстия, некруглость внутреннего отверстия и несоответствие диаметра отверстия.

Решение:

1. Замените развертку на развертку другого размера с внешним диаметром, соответствующим образом увеличьте скорость резания, уменьшите скорость подачи, увеличьте главный передний угол и выберите смазочно-охлаждающую жидкость с хорошими характеристиками.
2. Регулярно меняйте развертки и тщательно затачивайте режущую часть развертки. При выборе размера расширителя учитывайте вышеуказанные факторы или определите значения на основе реальных условий. Проведите экспериментальную резку с соответствующими припусками для заточки развертки.

3.Расширенное внутреннее отверстие некруглое.

Причины:

1. Развертка слишком длинная или недостаточно жесткая.
2. Неправильные конструктивные параметры развертки.
3. Плохое качество поверхности заготовки. На внутренней поверхности отверстий имеются такие дефекты, как насечки, поперечные отверстия, отверстия для песка или воздушные отверстия.
4. Недостаточная точность станка или неправильный зажим. Ослабленные подшипники шпинделя, отсутствие направляющих втулок или чрезмерный зазор между направляющими втулками и развертками могут привести к нестабильности во время развертывания.

Решения:

1. Для разверток, которым не хватает жесткости, рассмотрите возможность использования конструкции с неодинаковым шагом, чтобы повысить стабильность во время резания. Кроме того, при установке развертки следует использовать жесткие методы соединения, чтобы гарантировать отсутствие вибрации во время резки.
2. Выбирайте квалифицированные развертки, чтобы гарантировать, что такие параметры, как главный передний угол, ширина кромочной ленты и припуск на развертывание отверстия, соответствуют требованиям обработки. Кроме того, контролируйте позиционный допуск отверстия предварительной обработки, чтобы уменьшить ошибки при развертывании.
3. Отрегулируйте точность станка и методы зажима. Если подшипники шпинделя ослаблены, регулировку и затяжку следует производить незамедлительно. Во время развертывания следует использовать направляющие втулки и следить за тем, чтобы между ними и разверткой был соответствующий зазор. Для тонкостенных заготовок следует использовать соответствующие методы зажима, чтобы избежать деформации, вызванной чрезмерным зажимом.

4. Хвостовик развертки ломается

Причины:

1. Чрезмерный припуск на развертывание, неправильное распределение припусков на черновое и чистовое развертывание при конусном развертывании и неправильный выбор величины резания.
2. Засорение стружечного пространства из-за малого зазора стружки между зубьями развертки.

Решения:

1. Измените размер диаметра предварительно просверленного отверстия.
2. Отрегулируйте распределение припусков и выберите соответствующие объемы резания.
3. Уменьшите количество зубьев развертки, чтобы увеличить пространство для стружки, или сошлифуйте один зуб между зубьями.

5.Высокое значение шероховатости поверхности внутреннего отверстия.

Причины:

1. Чрезмерная скорость резания увеличивает силу резания, усиливая трение между инструментом и заготовкой, тем самым увеличивая шероховатость поверхности.
2. Чрезмерный или недостаточный припуск на развертывание может увеличить шероховатость поверхности. Чрезмерный припуск приводит к высокой силе резания и вибрации, а недостаточный припуск может оставить на поверхности шероховатые следы.
3. Чрезмерная ширина режущей кромки, плохое удаление стружки, чрезмерный износ или повреждение инструмента могут привести к снижению эффективности резания и увеличению шероховатости поверхности.
4. Некоторые материалы могут не подходить для разверток с нулевым или отрицательным передним углом, что приводит к образованию комков стружки во время резания и повышению шероховатости поверхности.

Решения:

1. Уменьшите скорость резания, чтобы уменьшить силу резания и трение. Выбирайте подходящую смазочно-охлаждающую жидкость в зависимости от материала, чтобы улучшить условия резания. Правильно уменьшите основной угол зазора, чтобы повысить стабильность резки.
2. Правильно установите припуск на развертывание, чтобы обеспечить стабильность во время развертывания. Повысьте точность и качество положения предварительно просверленного отверстия, чтобы уменьшить трудности при последующем расширении. При недостаточном припуске рассмотрите возможность его увеличения или использования альтернативных методов обработки для улучшения качества поверхности.
3. Зашлифуйте режущую кромку по ширине, чтобы уменьшить силу резания. В зависимости от ситуации уменьшите количество зубьев развертки или увеличьте пространство для паза для стружки, чтобы улучшить удаление стружки. Используйте развертки с передними углами для более плавного удаления стружки. Регулярно заменяйте сильно изношенные развертки, чтобы обеспечить эффективность резки. Примите меры защиты во время заточки, использования и транспортировки, чтобы избежать повреждения инструмента.
4. Выбирайте подходящие инструментальные материалы и углы для конкретных материалов. Используйте мелкие масляные камни, чтобы удалить с инструментов комочки стружки. Для материалов, не подходящих для разверток с нулевым или отрицательным передним углом, используйте для обработки развертки с передним углом от 5° до 10°.

Когда использовать сверление, растачивание и развертывание?

Развертывание обычно используется для отверстий диаметром до 100 мм. При развертывании на обрабатывающем центре типичным процессом является сверление (или растачивание) отверстия с последующим развертыванием. Для отверстий диаметром менее 12 мм процесс корректируется за счет несколько меньшей жесткости развертки. Процесс обработки отверстий меньшего размера обычно включает в себя наметку, сверление (или растачивание), а затем развертывание, чтобы обеспечить прямолинейность и концентричность отверстия.

Резюме

Таким образом, развертывание — это важнейший процесс обработки и метод соединения объектов, широко применяемый в различных областях. В этой статье представлен подробный обзор того, что такое развертывание, принцип его работы, применение, преимущества и недостатки, типы разверток и когда их использовать. Если вам нужна дополнительная информация или услуги, связанные с рассверливанием, свяжитесь с командой экспертов «Борий». Мы уделяем приоритетное внимание общению и сотрудничеству с нашими клиентами, стремясь тщательно понять ваши потребности и требования, чтобы обеспечить предоставление услуг высочайшего качества. Нажмите здесь, чтобы связаться с нами.

FAQ